共射极放大电路设计
本文所用的电路参考自日本的铃木雅臣的《晶体管电路设计》。借此电路来讲解三极管电路的分析与设计中需要注意的事项。
图 共射极放大电路原理图
共射极放大电路的原理图很容易找到，但是器件的参数在不同的应用场景下，却不一样。算出电路中的4个电阻的阻值，是任务的关键。本节以放大5倍为例。
直流通路与交流通路
这个电路中，直流电源的作用与交流信号的作用是同时存在的。例如对于三极管的基极来说，既有直流电源提供的工作电压，又叠加了输入信号的电压，十分不利于分析工作状态。因此，为了研究问题方便起见，常常把直流电源对电路的作用和输入信号对电路的作用区分开来，分为直流通路与交流通路。
直流通路，顾名思义指的是直流电流流经的通路，用于研究静态工作点。由于电容具有“隔直通交”的作用，所以在分析直流通路的时候，认为电容开路。
图 共射极放大电路直流通路
交流通路，是交流的输入信号流经的通路，用于研究动态参数。此时认为，(容值合适的)电容可以视为短路，vcc与gnd直接也视为短路。发射结导通以后，对于交流信号的阻抗可以忽略不计，故也视为短路。
图 共射极放大电路交流通路
可以看出：直流通路对于交流的输入信号没有影响，它只用于确保三极管处于合适的工作状态;信号在输出之前，经过了c2，导致直流成分全部被阻挡，只有交流部分能输出。 即静态工作点看直流通路，交流信号路径看交流通路。
一般来说，习惯上把表示直流的物理量用大写字母表示，把表示交流的物理量用小写字母表示。例如
表示基极电流的直流分量，
表示基极电流的交流分量。
静态工作点
所谓静态工作点，是指三极管放大电路在电源供应正常，输入信号为零时，三极管引脚的电流及电压的状态。静态工作点的所有物理量，都用一个下标q来表达(quiescent，静止)。例如，在静态工作时常用的几个物理量可以表示为：
静态时基极电流：
静态时集电极电流：
静态时基极与发射极电压(发射结压降)：
静态时管压降：
观察9014的特性曲线，需要选择一个区域，在这个区域内，ic的变化量只取决于ib的变化量，与uce没有关系。
需要注意输入信号的变化将导致基极电压的变化。交直流叠加状态下，发射结压降
直流的电压需要保证叠加了变化着的交流电压的时候，三极管仍然处于放大区。
放大倍数的计算
先说结论，共射极放大电路的放大倍数可以由集电极与发射极的电阻比值决定：
对于此电路来说就是：
如果需要5倍放大，那么r2的值就是r4的值的5倍。
这个结论的推导过程并不像数学推导一样严密，结合了工程实践，有些因素对结果影响较小，就省略了。还有些值是取了个范围。以下为推导过程：
放大倍数av=vo/vi
vo是输出电压，由于耦合电容c2的存在，直流分量通不过，只有变化着的交流分量可以通过，所以vo就是集电极的电压变化量△vc 。
由于分析交流通路的时候，认为vcc与gnd是同一个点，所以△vc同时也是r2上电压的变化量。△vc=△ic×r2
分析交流通路时，c1与发射极均认为是短路，所以输入信号vi相当于直接接在r4上。vi=△ie×r4
三极管处于放大区时，ic=β×ib，β是三极管的放大倍数，一般来说是几十到几百，即基极电流远小于集电极电流，所以忽略基极电流，那么vo/vi≈r2/r4
阻容器件的取值
先根据手册，取一个合适的集电极电流。我使用了9014的三极管，取ic为1ma，也可以取别的值，不同的ic与放大倍数，vce，以及频率响应都有关系。此处1ma主要考虑功率小点。此时放大倍数为200多一点。那么基极电流就是5ua左右。
取r4上的电压为0.5 v，那么r4的值为500ω，取标称为470欧姆。那么r2可以取值为2.4k。
流过r1与r3的电流要远大于基极电流，否则在分析的时候就不能认为基极电流可以忽略，也不能用分压公式来大致计算出r1与r3的电阻值。由于发射结的压降为0.6v，所以基极的直流电压为1.1v，可以确定出r1与r3的比值。此处取r1为39k，r3为10k。
两个电容都与频率相关，在工作频率下电容的等效容抗应尽可能小。此案例取值为1uf。
这个电路的输入阻抗为r1//r3，输出阻抗为r2。
关键波形观察
下图展示了电路对1khz，100mv正弦波的放大效果。
输入耦合电容c1左右波形对比，可以看出输入的交流信号几乎无损通过了c1，到达基极时被直流分量抬高了1v多一点。
基极发射极波形对比，可以看出交流成分几乎无损通过了发射结。直流成分经过发射结时有0.6v的压降。
发射极与集电极波形对比，三极管将电压的变化量反相放大了5倍。
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图 共射极放大电路原理图
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直流通路与交流通路
这个电路中，直流电源的作用与交流信号的作用是同时存在的。例如对于三极管的基极来说，既有直流电源提供的工作电压，又叠加了输入信号的电压，十分不利于分析工作状态。因此，为了研究问题方便起见，常常把直流电源对电路的作用和输入信号对电路的作用区分开来，分为直流通路与交流通路。
直流通路，顾名思义指的是直流电流流经的通路，用于研究静态工作点。由于电容具有“隔直通交”的作用，所以在分析直流通路的时候，认为电容开路。
图 共射极放大电路直流通路
交流通路，是交流的输入信号流经的通路，用于研究动态参数。此时认为，(容值合适的)电容可以视为短路，vcc与gnd直接也视为短路。发射结导通以后，对于交流信号的阻抗可以忽略不计，故也视为短路。
图 共射极放大电路交流通路
可以看出：直流通路对于交流的输入信号没有影响，它只用于确保三极管处于合适的工作状态;信号在输出之前，经过了c2，导致直流成分全部被阻挡，只有交流部分能输出。 即静态工作点看直流通路，交流信号路径看交流通路。
一般来说，习惯上把表示直流的物理量用大写字母表示，把表示交流的物理量用小写字母表示。例如
表示基极电流的直流分量，
表示基极电流的交流分量。
静态工作点
所谓静态工作点，是指三极管放大电路在电源供应正常，输入信号为零时，三极管引脚的电流及电压的状态。静态工作点的所有物理量，都用一个下标q来表达(quiescent，静止)。例如，在静态工作时常用的几个物理量可以表示为：
静态时基极电流：
静态时集电极电流：
静态时基极与发射极电压(发射结压降)：
静态时管压降：
观察9014的特性曲线，需要选择一个区域，在这个区域内，ic的变化量只取决于ib的变化量，与uce没有关系。
需要注意输入信号的变化将导致基极电压的变化。交直流叠加状态下，发射结压降
直流的电压需要保证叠加了变化着的交流电压的时候，三极管仍然处于放大区。
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对于此电路来说就是：
如果需要5倍放大，那么r2的值就是r4的值的5倍。
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放大倍数av=vo/vi
vo是输出电压，由于耦合电容c2的存在，直流分量通不过，只有变化着的交流分量可以通过，所以vo就是集电极的电压变化量△vc 。
由于分析交流通路的时候，认为vcc与gnd是同一个点，所以△vc同时也是r2上电压的变化量。△vc=△ic×r2
分析交流通路时，c1与发射极均认为是短路，所以输入信号vi相当于直接接在r4上。vi=△ie×r4
三极管处于放大区时，ic=β×ib，β是三极管的放大倍数，一般来说是几十到几百，即基极电流远小于集电极电流，所以忽略基极电流，那么vo/vi≈r2/r4
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